Композиционные полимерные материалы в ракетных двигателях твердого топлива

Description

В учебном пособии изложены современные представления о мате-риалах, применяемых при изготовлении ракетных двигателей (РДТТ), работающих на смесевых твердых ракетных топливах (СТРТ), а также о процессах, протекающих с соответствующими материалами в ходе экс-плуатации РДТТ. Большое внимание уделено основам физики и химии полимеров, а также основам получения и свойствам композиционных поли-мерных материалов (КПМ). Приведены сведения об используемых новых материалах, включая материалы, модифицированные наноструктурами. Показаны возможные пути перехода от химических ракетных двигателей к фотонным двигателям. ВВЕДЕНИЕ. КРАТКАЯ СПРАВКА О РДТТ И ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В НИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ (КПМ) Глава 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАУК О ПОЛИМЕРАХ. КЛАССИФИКАЦИЯ. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ И ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ 1.1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И СТАНОВЛЕНИЯ «ПОЛИМЕРНОЙ НАУКИ» 1.2. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ХИМИИ, ФИЗИКОХИМИИ И ФИЗИКЕ ПОЛИМЕРОВ. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ. ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 1.3. ОСНОВНЫЕ РЕАКЦИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ 1.4. НОМЕНКЛАТУРА НЕКОТОРЫХ ПОЛИМЕРОВ Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ПОЛИМЕРОВ. СОСТАВ, МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА, МОЛЕКУЛЯРНО-МАССОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ, ОТНОШЕНИЕ К ТЕМПЕРАТУРЕ И МЕХАНИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ, РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ И ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕСВОЙСТВА Глава 3. ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИИ. КОМПОНЕНТЫ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ. СОВМЕСТИМОСТЬ. ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ РАСТВОРЕНИЯ. УСЛОВИЯ ПЕРЕРАБОТКИ 3.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ 3.2. СОВМЕСТИМОСТЬ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОНЕНТОВ В ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ. ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ СИСТЕМ 3.3. КРАТКАЯ ИНФОРМАЦИЯ О НЕПОЛИМЕРНЫХ КОМПОНЕНТАХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ Глава 4. КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. СОСТАВ И ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОНЕНТОВ. СТАНДАРТЫ 4.1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ОЦЕНКЕ ХАРАКТЕРИСТИК КПМ 4.2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ПОДБОРА КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ КПМ 4.2.1. СМАЧИВАЕМОСТЬ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАЕВЫХ УГЛОВ СМАЧИВАНИЯ 4.2.2. ТЕОРИИ АДГЕЗИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ 4.3. НАЦИОНАЛЬНЫЕ И МЕЖДУНАРОДНЫЕ СТАНДАРТЫ ИСПЫТАНИЙ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ Глава 5. КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ СИЛОВОЙ ОБОЛОЧКИ. СОСТАВ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ, СВОЙСТВА 5.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПАРАМЕТРЫ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ СИЛОВОЙ ОБОЛОЧКИ РДТТ 5.2. ПОДБОР АРМИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА, СВЯЗУЮЩЕГО ПОЛИМЕРА (ОЛИГОМЕРА) И ЗАМАСЛИВАТЕЛЕЙ ДЛЯ СИЛОВОЙ ОБОЛОЧКИ РДТТ 5.3. ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНСТРУКЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ В СИЛОВОЙ ОБОЛОЧКЕ РДТТ 5.4. ВАРИАНТЫ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ СИЛОВОЙ ОБОЛОЧКИ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ 5.5. ПРОЦЕССЫ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ СИЛОВОЙ ОБОЛОЧКИ РДТТ С ПРИМЕНЕНИЕМ НАНОСТРУКТУР 5.6. ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕРЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СИЛОВЫХ ОБОЛОЧЕК РДТТ Глава 6. КПМ: ТЕРМОЗАЩИТНЫЕ, ОГНЕЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ (ВНУТРЕННЯЯ ТЕПЛОЗАЩИТА (ЗКС, ТЗП, БП, ТЗПА); НАРУЖНАЯ ТЕПЛОЗАЩИТА (НТЗП)). СОСТАВ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ, СВОЙСТВА 6.1. ПРИНЦИПЫ ПОДБОРА ТЕРМОЗАЩИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ УЗЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ОТ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ 6.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕРМОЗАЩИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ПРИМЕНЕНИЯ И НАЗНАЧЕНИЯ 6.3. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СОДЕРЖАНИИ ОТРАСЛЕВЫХ СПРАВОЧНИКОВ И ПАСПОРТОВ НА МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ТЗП, ЗКС, ТЗПА, НТЗП, БП И МАТЕРИАЛОВ СОПЛОВЫХ БЛОКОВ 6.4. ЯВЛЕНИЕ АБЛЯЦИИ И СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ УНОСА ТЗМ, О РЕГУЛИРОВАНИИ АБЛЯЦИОННЫХ СВОЙСТВ 6.5. АБЛЯЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЗМ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ, СОСТАВА И СТРУКТУРЫ 6.6. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ СВОЙСТВ ТЗМ 6.7. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТОДАХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЗМ 6.8. МЕТОДЫ МОДИФИКАЦИИ ТЗМ (В ТОМ ЧИСЛЕ С ПОМОЩЬЮ НАНОСТРУКТУР) ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК 6.9. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОЗАЩИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, В ТОМ ЧИСЛЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ НАНОСТРУКТУРАМИ Глава 7. КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ (КПМ): ТВЕРДЫЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА. СОСТАВ КПМ В ТОПЛИВАХ (ПОЛИМЕРНЫЕ СВЯЗУЮЩИЕ, ОКИСЛИТЕЛИ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ НАПОЛНИТЕЛИ). СВОЙСТВА 7.1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ, ГОРЕНИИ И ВЗРЫВЕ 7.2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВАХ, ФОРМАХ ЗАРЯДОВ, ИХ СВОЙСТВАХ 7.3. СОСТАВ СМЕСЕВЫХ ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ (СТРТ) И ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОНЕНТОВ 7.3.1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОКИСЛИТЕЛЯХ 7.3.2. ГОРЮЧЕЕ — МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПРИСАДКИ 7.3.3. ПОЛИМЕРНЫЕ СВЯЗУЮЩИЕ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СМЕСЕВЫХ ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВАХ 7.4. ОСОБЕННОСТИ ГОРЕНИЯ СМЕСЕВЫХ ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ 7.5. СОСТАВЫ И СВОЙСТВА СМЕСЕВЫХ ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ 7.6. ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИИ В СМЕСЕВЫХ ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВАХ 7.7. МОДИФИКАЦИЯ СМЕСЕВЫХ ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ. НАНОСТРУКТУРЫ (МЕЗОЧАСТИЦЫ), КАТАЛИЗАТОРЫ И ПРИСАДКИ. ПРЕСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ 7.7.1. ПРИМЕНЕНИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ АЛЮМИНИЯ В КАЧЕСТВЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ В ТВЕРДОТОПЛИВНЫХ ЗАРЯДАХ 7.7.2. КАТАЛИЗАТОРЫ ГОРЕНИЯ И ПРИСАДКИ В ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВАХ ЗАКЛЮЧЕНИЕ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК